高温合金凸环管件固体颗粒介质成形工艺

针对某航空发动机高温合金GH3044薄壁管凸环零件的成形难题,采用固体颗粒介质成形(SGMF)工艺,基于管材成形过程的塑性力学分析和有限元数值仿真,优化工艺方案,设计并制造模具,试制合格零件。采用有限元软件ABABQUS平台下的Drucker-Prager模型描述固体颗粒介质所特有的离散性摩擦材料特征,建立成形工艺有限元数值仿真模型、优化管端轴向进给力和介质成形力的匹配关系,得到轴向进给力对零件减薄率、壁厚差以及型面轮廓的影响规律。采用水平分模和弹性进给式模具结构,在单动压力机上实现了合模、轴向进给及介质加载等多动作压制功能。     

变高度构件辊模成形有限元仿真

利用ABAQUS软件对变高度构件辊模成形过程进行有限元仿真。基于动力显示算法,使用固定模具,轧辊一边平动一边旋转的模拟方式,建立变高度构件辊模成形有限元模型。分析了模型建立过程中成形速度选择对计算时间的影响,分析步、接触方式和边界条件设置等关键问题。对成形后构件的等效应力、等效塑性应变的特点做了重点分析。得到了轧辊成形反力、转矩大小随时间变化的规律。对比了Q235和QP980两种材料的模拟成形结果,并通过实验,验证了有限元模型的有效性,为类似构件的辊模成形工艺开发提供了参考。     

四通阀多向加载成形参数影响模拟分析

采用有限元方法研究多向加载成形,对1045钢、7075铝合金两种典型材料的四通阀多向加载成形过程进行了数值模拟.研究了加载路径、成形材料、模具预热温度、凸模加载速度等因素对四通阀多向加载成形过程的影响.结果表明,调整加载路径可降低合模力并改善凸模受力不均;不合理的加载路径可导致碳钢材料四通阀锻件中出现微裂纹,在本文实验条件下加载路径对铝合金锻件中损伤的影响可忽略;对于碳钢材料的四通阀成形,可不预热模具.     

基于Oyane准则的三通阀体横向法兰热成形起裂分析

针对石油管道中关键的AISI-5140三通阀体多向加载过程中起裂问题,建立了多向加载成形的热力耦合刚粘塑性三维有限元模型,通过改变多组凸模加载顺序,选择合适的三通阀体多向模锻的加载路径,确定了上凸模先工作、水平凸模后工作的加载工艺。针对三通阀体成形缺陷中突出的横向法兰热锻起裂缺陷现象,采用体积成形Oyane断裂准则,设计虚拟正交试验,对阀体成形过程中的开裂进行预测,研究成形过程中加载速度、加载温度、摩擦因子等因素对缺陷形成影响。模拟结果表明,成形末期阀体横向法兰端下缘是材料起裂危险区域,法兰端起裂趋势随着摩擦因子的增大而增大,随着凸模加载速度和坯料初锻温度的增大而减小。试验结果表明,合理的加载顺序和工艺参数可以有效提高三通阀体的成形质量。     

基于有限元法的三通管接头多向模锻成形仿真与优化

针对三通管接头在模锻成形中易出现破裂、材料折叠、冲头载荷大等问题,研究了冲头速度、坯料初始温度、摩擦系数对锻件模锻质量的影响。通过Deform软件,研究了水平冲头和垂直冲头等速进给、水平冲头和垂直冲头差速进给、水平冲头进给而垂直冲头不运动3种工艺条件下锻件的成形规律,并基于上述最佳工艺,研究了坯料初始温度对模锻过程中温度分布的影响,以及摩擦系数对锻件等效应变的影响,以获得最优的工艺参数。结果表明:在水平冲头和垂直冲头差速进给的情况下锻件质量较好,最优工艺参数能够显著降低冲头载荷,通过与试验结果对比,验证了有限元仿真结果的正确性,为类似管件模锻工艺的研究提供了理论参考。     

辊弯成形中成形力的理论分析和有限元仿真

基于板料为幂次强化材料模型的假定,根据外力做功与板料变形所消耗的内功相等的原理,建立了辊弯成形的理论分析模型,得出了成形力的数学计算公式,分析了各工艺参数对成形力的影响趋势。为了验证理论计算的有效性,建立了辊弯成形有限元仿真模型,对U型材的辊弯成形过程进行了有限元仿真计算。结果表明,成形力的理论计算结果和有限元仿真数据吻合良好;采用成形力计算公式的计算结果与现有文献中的实验测试数据符合程度较好。     

模具加载方式对不规则阀体多向模锻工艺的影响

为提高一种复杂不规则阀体的性能和生产效率，设计了一种多向模锻生产工艺，并通过建立高温下的材料压缩仿真模型和多向模锻有限元分析模型，利用Deform-3D软件模拟了不规则阀体的成形过程，分析了不同模具加载方式对阀体成形结果、阀体温度分布、各凸模载荷变化、最小合模力以及各模具温度的影响。结果表明：第1种加载方式成形困难，容易产生毛刺和锻造不满等缺陷，第2种加载方式易产生折叠缺陷，而第3种、第4种加载方式可有效避免成形缺陷，并且第4种加载方式对提高阀体质量和模具寿命更有利。最后，利用多向模锻液压机进行了各加载方式下的阀体成形试验，通过试验与模拟对照验证了分析过程的准确性，同时，在合适的工艺下获得了表面平滑、尺寸合格、纤维流线均匀且无折叠、毛刺等缺陷的阀体锻件，该研究能有效推动各类阀体生产工艺的发展。     

波形环橡皮成形不均匀变形仿真分析

采用仿真与实验相结合的方法,对超薄壁波形环橡皮成形不均匀变形进行分析.解决了该成形过程中有限元建模关键技术,如几何模型的建立、 材料模型的建立以及加载边界条件处理等,建立了符合实际又兼顾计算精度的超薄壁波形环橡皮成形有限元仿真模型.基于所建立的仿真模型,分析了该成形过程中的不均匀变形特征.结果表明:随橡皮成形过程的进行...     

螺旋后桨半固态模锻成形的数值模拟

螺旋后桨形状复杂,传统制造工艺已不能满足当前生产要求。针对螺旋后桨的半固态模锻成形过程．建立了有限元模型,预测了螺旋后桨成形件的危险面,分析了不同冲头速度对温度和载荷的影响,对成形工艺参数的优化选择具有一定的指导意义。     

基于ABAQUS的丝杠冷滚打变形力仿真

丝杠冷滚打成形是一种新型的绿色近净塑性成形技术,其中的变形力是冷滚打成形过程中一个非常重要的因素,不仅关系到材料的应力和应变,还是设备设计、验算工具强度、制定合理工艺制度的重要依据.基于仿真进行丝杠冷滚打变形力的研究,介绍丝杠冷滚打的原理,讨论基于 ABAQUS的有限元模型的建立,在此基础上进行了丝杠单次滚打正应力、切应力的仿真,进而获得了变形力及其分力随时间的变化情况,为后续研究奠定了基础.     

起动机减速轴精密成形数值模拟与工艺研究

运用UG/NX软件对减速轴及模具建立物理模型,并选取刚粘塑性理论和剪切摩擦模型,基于Deform软件对其冷挤压成形过程进行仿真。得出成形过程中各阶段成形力和应力、应变图,并分析了中心孔的分流作用,确定金属流动规律和填充规律;试模试验与仿真结果吻合,验证了模型的正确性和工艺的合理性,并提出防止中心凸台填充不满的措施。研究结果对冷挤压成形有限元仿真和塑性成形工艺控制具有指导意义。     

工艺参数对管端加厚成形影响的数值模拟研究

管端加厚工艺过程中，工艺参数的设定对产品最终成形质量具有显著影响。为了深入探究不同工艺参数对管端加厚成形过程的影响，利用三维建模技术结合Deform-3D软件，建立了油管管端加厚成形过程的有限元数值模拟模型，分析了坯料加热温度、冲头与坯料间摩擦系数、冲头进给速度以及坯料加热长度等四种工艺参数的变化对管端加厚最终成形质量和设备载荷的影响，并探究了其变化规律。结果表明，提高加热温度，降低摩擦系数，选取适中的冲头进给速度和管坯加热长度可有效提高加厚成形的最终产品质量，延长模具寿命，降低设备载荷。     

汽车中空异形板件液压成形的实验与仿真分析

为研究基于液压成形的汽车钣金件成形规律,以汽车中空异形板件为研究对象,自行设计并搭建板材液压成形实验测试系统,以此开展板件液压成形的实验研究,借助DYNAFORM有限元软件对板材液压成形进行有限元仿真分析,通过与实验测试结果的对比,验证了建立的有限元模型与数值模拟的正确性。以此为基础,探究压边力、压边力加载路径、液室压力、压边间隙和板材与凹模之间的摩擦系数等关键工艺参数对板材液压成形厚度的影响规律,提出汽车中空异形板件液压成形工艺,为板材液压成形技术在汽车钣金件成形中的应用提供参考。     

基于正交试验的座椅撑板冲压成形回弹研究及优化

以某汽车座椅撑板为研究对象,采用Autoform有限元软件建立拉延过程有限元模型,对其成形和回弹进行分析。针对拉延成形过程中回弹量过大的缺陷,设计正交试验,选取压边力、摩擦系数、冲压速度和凸凹模间隙4个重要工艺参数作为因素,研究工艺参数对回弹量的影响规律,得到最优的工艺参数组合为:压边力250 k N,摩擦系数0.08,凸凹模间隙1.2 mm,冲压速度4000 mm·s~(-1)。采用优化参数组合进行试模,试验结果与数值模拟结果吻合较好,工件成形效果完全符合设计要求。     

三通阀体多向模锻工艺研究及有限元分析

针对40Cr合金钢阀体生产效率低、材料利用率低、性能差、寿命短等问题,提出了采用多向模锻工艺来成形阀体.首先,根据阀体结构特征设计了3种成形工艺方案,并分析了各方案冲头的加载方式;其次,通过CAE分析软件Deform-3D完成了各方案的有限元建模,并进行了数值仿真,分析比较了各方案的锻件成形过程、锻件成形质量、锻件温度...     

基于DynaForm技术和正交试验的引擎盖内板冲压工艺参数优化

以Dyna Form 5.9仿真软件为平台,以某型越野车引擎盖内板为研究对象,建立有限元模型,并进行坯料优化、材料与模具参数设置、工艺补充设计及冲压速度、拉延筋尺寸等成形工艺参数设置,采用正交试验仿真模拟与方差分析相结合,分析了冲压速度、压边力、凸凹模间隙和摩擦系数等工艺参数对内板零件成形质量的影响规律,进而优化得出最佳的成形工艺方案。并对模拟得出的优化工艺方案进行试验验证,结果发现试验结果与模拟结果一致,零件主体部分成形效果良好,废品率控制在0.05%以内,内板仿真模拟厚度与实际厚度偏差在2.5%以内,证明了仿真结果的可靠性。     

基于变压边力的汽车翼子板成形

采用变压边力加载方式对汽车翼子板的冲压成形过程进行研究。运用Dynaform软件对汽车翼子板的成形过程进行有限元仿真分析。仿真结果发现,恒定压边力下零件发生轻微拉裂,不能满足成形要求。在恒定压边力无法获得满意成形结果的情况下,采用变压边力加载方式对其进一步研究,模拟分析了6种变压边力加载方式下的成形效果,获得了最佳的变压边力加载方式,大大改善了零件的成形效果。将实际拉深成形试模结果与仿真分析结果进行对比,验证了变压边力成形方案的可行性。在最终成形状态下,零件的最大变薄率为25.0%,最大增厚率为8.0%,总体成形质量较好,满足成形要求。研究结果表明,变压边力加载方式能够改善零件的成形效果。     

基于DEFORM的一体式盖型螺母冷成形工艺研究及仿真试验

为提高盖形螺母的生产效率,满足批量化的生产需求,研究了一体式盖形螺母冷成形新工艺,以替换原有的组合式焊接盖形螺母成形工艺。以塑性成形理论为基础,采用有限元软件DEFROM-3D,对盖形螺母的成形过程进行了仿真,基于Archard磨损理论,对3种上冲头结构进行了优选,以延长上冲头的使用寿命。然后结合正交试验,设计了上冲头初始硬度、上冲头圆角、上冲头速度、上冲头前角以及摩擦系数的5因素4水平试验表,研究了各试验因素对上冲头磨损的影响;以上冲头磨损量最小为优化目标,获得了盖形螺母成形的最佳参数,并根据最优参数预测了上冲头的使用寿命。最后,进行了实际生产试模,获得的盖形螺母质量良好,对工艺人员的设计工作具有一定的指导作用。     

浅孔杯形件挤压工艺研究及模具涂层应用

以某浅孔杯形件为研究对象,依据塑性成形理论,设计了4种挤压成形工艺,即上冲头反挤压、浮动凹模上冲头反挤压、上冲头正挤压以及浮动凹模上冲头正挤压工艺,采用DEFORM软件分析了4种挤压成形工艺下杯形件的成形质量及各主冲头的磨损情况,并确定了成形工艺。为降低主冲头磨损,研究了在TiN、TiCN、TiN-TiCN涂层下各主冲头的磨损情况,并确定了合理的镀层材料。通过正交试验法,研究了冲头圆角半径、摩擦因数、冲压速度、涂层厚度对冲头表面磨损深度的影响,并确定了最佳工艺参数。结果表明:在保证零件质量的条件下,采用浮动凹模上冲头正挤压工艺,冲头涂层材料选择TiN-TiCN复合涂层,工艺参数选择涂层厚度为4μm、摩擦因数为0.08、冲压速度为10 mm·s~(-1)和冲头圆角半径为6 mm时,主冲头完成单次挤压后的磨损量较小。     

剪挤成形工艺分析及数值模拟研究

为了研究不同剪挤成形工艺参数对成形零件质量的影响,本文使用Deform 2D有限元软件建立二维轴对称模型,采用Ludwik硬化流动应力模型和能够同时反映空穴损伤发展和空穴形状变化对损伤程度影响的韧性损伤模型,进行剪挤成形弹塑性有限元分析.分析归纳出板厚、凸凹模间隙、凸模半径、压边力和反顶力等工艺参数对剪挤成形质量和成形...